CN114310941B - 用于轮毂轮孔去毛刺加工的机器人路径生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种用于轮毂轮孔去毛刺加工的机器人路径生成方法，包括如下步骤：S1、将轮毂图像导入OpenCASCADE软件中，选择待去从毛刺的轮毂轮孔，生成对应轮毂轮孔侧面的去毛刺加工路径，放入路径集{P}中；S2、对路径集{P}中的去毛刺加工路径进行分割，分割成若干路段，依次放入路段集{Pn}中；S3、依次提取路段集{Pn}中的路段，对提取路段的离散路径点序列进行位姿优化。通过本发明提供路径优化方法最终得到轮毂轮孔侧面加工点能够较好的贴合模型表面，姿态过渡平滑，且加工点相对较少，此外，本发明对路径点(加工点)的位姿进行了优化，极大减少机器人末端执行器与加工面碰撞情况的发生。

Description

用于轮毂轮孔去毛刺加工的机器人路径生成方法

技术领域

本发明属于路径生成技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于轮毂轮孔去毛刺加工的机器人路径生成方法。

背景技术

机器人对轮毂轮孔进行去毛刺加工时，由于加工面大都为不规则曲面，人工示教难度较大，且示教精度较低；可由离线编程系统进行离线示教，自动生成加工路径；成熟的离线编程系统生成的轮毂去毛刺加工路径，加工效果较差，且修改难度较大。

申请号为201911395836.5专利记载的一种机器人轮毂去毛刺示教点坐标的生产方法，基于轮毂轮孔模型直接生成的离散的去毛刺加工路径点，为了使轨迹能够较好贴合模型表面，量路径点间的间隔取较小数值，因致使路径点数量较大，加工过程不流畅且不利于后续修改。

发明内容

本发明提供一种用于轮毂轮孔去毛刺加工的机器人路径生成方法，旨在对生成毛刺加工路径进行优化。

本发明是这样实现的，一种用于轮毂轮孔去毛刺加工的机器人路径生成方法，所述方法具体包括如下步骤：

S1、将轮毂图像导入OpenCASCADE软件中，选择待去从毛刺的轮毂轮孔，生成对应轮毂轮孔侧面的去毛刺加工路径，放入路径集{P}中；

S2、对路径集{P}中的去毛刺加工路径进行分割，分割成若干路段，依次放入路段集{Pn}中；

S3、依次提取路段集{Pn}中的路段，对提取路段的离散路径点序列进行位姿优化。

进一步的，路段的离散路径点序列{L}点位姿优化方法具体如下：

S31、离散路径点序列{L}中的第一个路径点A及最后一个路径点B，获取路径点A与路径点B间的直线段AB；

S32、获取离散路径点序列{L}中距直线段AB最远的路径点C及路径点C距直线段AB的距离d；

S33、若距离d小于距离阈值Δd，则执行步骤S34，若距离d大于等于距离阈值Δd，则将路段AB分割成路段AC和路段CB，依次插入路段集{Pn}的头部；

S34、检测是否遍离散路径点序列{L}中的所有路径点，若检测结果是，则将保留的相邻路径点间通过直线连接，并输出，若检测结果为否，则依次从离散路径点序列{L}提取下一路径点p_i+1，计算当前路径点p_i与下一路径点p_i+1的姿态旋转角度θ；

S35、若姿态旋转角度θ大于角度阈值Δθ，则保留路径点p_i+1，将路径点p_i+1作为当前路径点，执行步骤S34；

S36、若姿态旋转角度θ小于等于角度阈值Δθ，则从离散路径点序列{L}删除路径点p_i+1，并更新路径点的下标，执行步骤S34。

进一步的，当前路径点p_i与下一路径点p_i+1的姿态旋转角度θ的计算公式具体如下：

其中，分别为路径点p_i、路径点p_i+1的姿态矩阵，表示路径点p_i、路径点p_i+1间的位姿旋转角。

通过本发明提供路径优化方法最终得到轮毂轮孔侧面加工点能够较好的贴合模型表面，姿态过渡平滑，且加工点相对较少，此外，本发明对路径点(加工点)的位姿进行了优化，极大减少机器人末端执行器与加工面碰撞情况的发生。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于轮毂轮孔去毛刺加工的机器人路径生成方法流程图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

图1为本发明实施例提供的用于轮毂轮孔去毛刺加工的机器人路径生成方法流程图，该方法具体包括如下步骤：

S1、将轮毂图像导入OpenCASCADE软件中，选择待去从毛刺的轮毂轮孔，生成对应轮毂轮孔侧面的去毛刺加工路径，放入路径集{P}中，每个轮毂轮孔侧面生成一个去毛刺加工路径，去毛刺加工路径是由离散的路径点序列组成；

S2、对路径集{P}中的去毛刺加工路径进行分割，分割成若干路段，依次放入路段集{Pn}中；

对去毛刺加工路径进行分割，分割成n个路段，将步骤S1中生成的毛刺加工路径的离散路径点序列称为离散路径点序列Ⅰ，对离散路径点序列Ⅰ进行分割，分割成n个离散路径点序列Ⅱ，每个路段对应一个离散路径点序列Ⅱ；

路段集{Pn}中的上一路段的尾部与下一路段的头部重合，按照该顺序将所有的路段依次加入路段集{Pn}中。

S3、依次路段集{Pn}中的路段，对提取路段的离散路径点序列进行位姿优化。

在本发明实施例中，路段的离散路径点序列{L}点位姿优化方法具体如下：

S31、离散路径点序列{L}中的第一个路径点A及最后一个路径点B，获取路径点A与路径点B间的直线段AB；

S32、获取离散路径点序列{L}中距直线段AB最远的路径点C及路径点C距直线段AB的距离d；

S33、若距离d小于距离阈值Δd，则执行步骤S34，若距离d大于等于距离阈值Δd，则将路段AB分割成路段AC和路段CB，依次插入路段集{Pn}的头部；

S34、检测是否遍离散路径点序列{L}中的所有路径点，若检测结果是，则将保留的相邻路径点间通过直线连接，并输出，若检测结果为否，则依次从离散路径点序列{L}提取下一路径点p_i+1，计算当前路径点p_i与下一路径点p_i+1的姿态旋转角度θ；

S35、若姿态旋转角度θ大于角度阈值Δθ，则保留路径点p_i+1，将路径点p_i+1作为当前路径点，执行步骤S34；

S36、若姿态旋转角度θ小于等于角度阈值Δθ，则从离散路径点序列{L}删除路径点p_i+1，并更新路径点的下标，执行步骤S34。

在本发明实施例中，路径点下标的更新方法具体如下：从离散路径点序列{L}删除路径点p_i+1之后，将路径点p_i+1之后的路径点的下标值均减1，更新后的路径点下标仍是连续的。

当前路径点p_i与下一路径点p_i+1的姿态旋转角度θ的计算公式具体如下：

其中，分别为路径点p_i、路径点p_i+1的姿态矩阵，表示路径点p_i、路径点p_i+1间的位姿旋转角。

通过本发明提供路径优化方法最终得到轮毂轮孔侧面加工点能够较好的贴合模型表面，姿态过渡平滑，且加工点相对较少，此外，本发明对路径点(加工点)的位姿进行了优化，极大减少机器人末端执行器与加工面碰撞情况的发生。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于轮毂轮孔去毛刺加工的机器人路径生成方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：

S1、将轮毂图像导入OpenCASCADE软件中，选择待去从毛刺的轮毂轮孔，生成对应轮毂轮孔侧面的去毛刺加工路径，放入路径集{P}中；

S2、对路径集{P}中的去毛刺加工路径进行分割，分割成若干路段，依次放入路段集{Pn}中；

S3、依次提取路段集{Pn}中的路段，对提取路段的离散路径点序列{L}进行位姿优化；

提取路段的离散路径点序列{L}的位姿优化方法具体如下：

S31、离散路径点序列{L}中的第一个路径点A及最后一个路径点B，获取路径点A与路径点B间的直线段AB；

S32、获取离散路径点序列{L}中距直线段AB最远的路径点C及路径点C距直线段AB的距离d；

S33、若距离d小于距离阈值Δd，则执行步骤S34，若距离d大于等于距离阈值Δd，则将路段AB分割成路段AC和路段CB，依次插入路段集{Pn}的头部；

S34、检测是否遍离散路径点序列{L}中的所有路径点，若检测结果是，则将保留的相邻路径点间通过直线连接，并输出，若检测结果为否，则依次从离散路径点序列{L}提取下一路径点p_i+1，计算当前路径点p_i与下一路径点p_i+1的姿态旋转角度θ；

S35、若姿态旋转角度θ大于角度阈值Δθ，则保留路径点p_i+1，将路径点p_i+1作为当前路径点，执行步骤S34；

S36、若姿态旋转角度θ小于等于角度阈值Δθ，则从离散路径点序列{L}删除路径点p_i+1，并更新路径点的下标，执行步骤S34。

2.如权利要求1所述用于轮毂轮孔去毛刺加工的机器人路径生成方法，其特征在于，当前路径点p_i与下一路径点p_i+1的姿态旋转角度θ的计算公式具体如下：

其中，分别为路径点p_i、路径点p_i+1的姿态矩阵，表示路径点p_i、路径点p_i+1间的位姿旋转角。